Влияние крупных животноводческих комплексов на состояние подземных вод на примере ЗАО «Птицефабрика Орловская»

внимания к обеспечению его водными ресурсами . В настоящее время в Орловской области имеется 45 крупных животноводческих комплексов , из них 8 – свиноводческие , 37 – молочные , 4 птицефабрики . В связи с этим увеличивающееся водопотребление требует ввода дополнительных объектов мониторинга и исследований по оценке запасов подземных вод .

Для оценки соответствия качества воды установленным требованиям и прогноза за его изменением при эксплуатации должны быть выполнены :

• 1)    изучение и оценка соответствия качества подземных вод предъявляемым требованиям в естественных или естественно - антропогенных условиях , сложившихся на период геологоразведки ;

• 2)    изучение гидрогеохимической обстановки в пределах месторождения и восстановление истории ее формирования под влиянием как естественных , так и антропогенных факторов , в том числе генетические аспекты формирования химического состава подземных вод и гидрохимической обстановки ;

• 3)    изучение источников и видов возможного загрязнения и оценка их возможного влияния на качество эксплуатируемых подземных вод ;

• 4)    изучение условий возможного поступления загрязнений в водоносный горизонт ;

• 5)    изучение условий возможного изменения качества при движении воды в зоне аэрации , в водоносном горизонте ;

• 6)    прогноз продвижения контура загрязненных вод к водозаборному сооружению и изменения качества отбираемых вод ;

• 7)    обоснование мероприятий по обеспечению необходимого качества воды на весь период эксплуатации ( для вод хозяйственно - питьевого назначения здесь особую роль играет организация зоны санитарной охраны вокруг водозаборных сооружений ) [1].

Требования , предъявляемые к качеству питьевой воды , а так же нормативные показатели ( предельно допустимые концентрации ) содержаться в СанПиН 2.1.4.1074-01 « Питьевая вода . Гигиенические требования к качеству воды централизированных систем питьевого водоснабжения . Контроль качества ».

Изменяющиеся климатические условия накладывают свой отпечаток на проведение работ по мониторингу за состоянием подземных вод . Как известно , 2010 год стал не только аномально жарким , но и характеризовался нехваткой подземной воды , в среднем уровни подземных вод по Орловской области опустились на 4-5 метров . Увеличилось количество обращений недропользователей в соответствующие службы на разведку новых запасов грунтовых вод и увеличение мощности старых . Поэтому актуальность исследований , связанных с необходимостью поиска новых и рациональном использовании имеющихся , скважин значительно возросла . При этом контроль качества используемой воды приобретает важнейшее значение .

Ранее проведенные исследования [2, 3], а также проведенный нами мониторинг состояния подземных вод выявил загрязнение , производимое ЗАО « Птицефабрика Орловская » по следующим показателям ( табл . 1).

Таблица 1 – Состояние подземных вод скважин ЗАО « Птицефабрика Орловская »

1, а также геолого - технические разрезы загрязненных скважин 54200168 и 54200169 ( рис . 2), можно сделать вывод о том , что имеется превышение по содержанию общего железа и нитратов в используемой воде . Причем , превышение общего железа является природным , в силу литологического состава ( водовмещающие известняки содержат большое количество железа в Орловской области ). Загрязнение нитратами является антропогенным , и происходит из - за недостаточной защищенности перекрывающих слоев подземных вод . В данном случае нитраты находятся в около нейтральной среде (pH от 6,6 до 7) и высоких значениях окислительно восстановительного потенциала (Eh около 250-300 мВ ). Это позволяет оставаться им относительно стабильным и не превращаться по обычной схеме миграционных форм азота NO_3- → NO_2- → NH₄₊ [4].

Согласно вертикальной зональности распределений форм и концентраций азота в подземных водах , при постоянно высоких ( более +200-250 мВ ) значениях окислительно восстановительного потенциала подземных вод существуют вертикальные изменения концентраций нитратов по горизонтам грунтовых вод . Максимум концентрации нитратов приурочен к самым верхним горизонтам грунтовых вод , и все высокие концентрации нитратов обычно обнаруживаются в грунтовых водах до глубины 10 м . Такое распределение концентраций нитратов в грунтовых водах , в сущности , является отражением распределений соединений азота в твердой фазе верхних горизонтов . Известно , что максимум содержаний азота в почвах и корах выветривания обнаруживается до глубины 3 м .

Но данный участок исследования также характеризуется возрастающим продвижением фронта загрязнения подземных вод соединениями азота на глубину .

Исследование динамики нитратов в зоне аэрации показало , что скорость движения их повышенных концентраций составляет 1-5 м / год . При постоянном загрязнении высокие концентрации нитратов наблюдаются чаще всего на глубине 60-100 м , поэтому высокими концентрациями нитратов обладают не только грунтовые воды , но и воды напорных водоносных горизонтов которые , находятся , как правило , ниже [4].

Так образом , установлено , что загрязнение подземных вод ЗАО « Птицефабрика Орловская » превышает предельно допустимую норму на нижнем горизонте подземных вод в 1,16-1,42 раза .

Снижение окислительно-восстановительного потенциала подземных вод вызывает в них процессы нитратредукции – происходят биохимические трансформации азота в соответствии с рядом химических превращений: NO3- → NO2- → NH4+

Анализируя данные таблицы 1, общий план расположения предприятия , представленный на рис .

Направление сброса отходов                   Масштаб 1:25000

Рисунок 1 – План расположения скважин и очистных сооружений ЗАО « Птицефабрика Орловская »

В результате , из менее токсичных нитратов образуются более токсичные соединения NO 2- и NH 4+ . К аммонию , возникающему в результате нитратредукции добавляется аммоний , образующийся из белковых веществ коммунально - бытовых и животноводческих стоков . В связи с этим подземные воды , формирующиеся под влиянием таких стоков , содержат очень высокие ( десятки миллиграммов на литр ) концентрации NH 4+ , ассоциирующиеся с высокими концентрациями фосфора .

Необходим дальнейший мониторинг состояния подземных вод предприятия ЗАО « Птицефабрика Орловская », так как если окислительно восстановительный потенциал будет снижаться ( до 100 мВ ), то термодинамическим устойчивым соединением азота станет NH₄₊.

Так же необходимо провести более тщательное изучение защищенности подземных вод и перерасчет зон санитарной охраны скважин 2 и 3 пояса .

Рисунок 2 – Геолого - технический разрез скважин № 54200168 и № 54200169